Klärschlammvererdung in Schilfbeeten

Erneuerbare Energien in der Landwirtschaft (2001)

Vom Schlamm zum Humus: Klärschlammvererdung in Schilfbeeten

Dipl.-Ing. Christian Schulz, Münzenberg-Gambach

Der zunehmende Ausbau sowie die geforderte erhöhte Reinigungsleistung von Kläranlagen bewirkt auch einen steigenden Anfall von Klärschlamm.

Viele Gemeinden stehen nun vor der schwierigen Aufgabe, ein gleichermaßen ökologisch verträgliches und kostengünstiges Entsorgungsverfahren für Klärschlamm einzurichten, das die Entsorgungssicherheit dauerhaft gewährleisten kann.

Da in den meisten kleineren Gemeinden mangels Industrie- und Gewerbebetrieben nur häusliches Abwasser mit geringer Belastung anfällt, können daraus Klärschlämme gewonnen werden, deren Schadstoffgehalt weit unterhalb der gültigen Grenzwerte der Klärschlammverordnung liegen.

Diese Schlämme werden im kommunalen Bereich heute zu etwa 20 % durch die örtliche Landwirtschaft auf deren Nutzflächen ausgebracht. Durch diesen relativ geringen Anteil und den stetigen Rückgang der Landwirtschaft ist die Entsorgungssicherheit über diesen Pfad zukünftig nicht mehr voll gewährleistet. Hinzu kommt die mangelnde Akzeptanz weiter Teile der Bevölkerung bezüglich landwirtschaftlicher Produkte, deren Kulturfläche mit Klärschlamm gedüngt wurde. Dies zeigen die aktuellen, teilweise emotional geführten Diskussionen überdeutlich. Nach Überprüfung der Wirtschaftlichkeit und dem Vergleich mit den derzeit bestehenden alternativen Möglichkeiten zur Klärschlammentsorgung, kann die Klärschlammvererdung als ein kostengünstiges, ökologisch wirksames Verfahren betrachtet werden.

Das Verfahren

Der i. d. R. aerob stabilisierte Klärschlamm (Überschussschlamm aus der biologischen Abwasserreinigung) wird auf mehrere mit Schilfpflanzen bewachsene, Boden/Sand/Kies – Filter alternierend zur Entwässerung und Mineralisierung aufgebracht. Die auf der Sohle mit Dränrohren versehenen Filterbeete werden in nach unten abgedichteten Erdbecken in einer Höhe von ca. 0,40 m aufgebaut. Nach der Bepflanzung mit Schilf werden die Beete mit flüssigem Klärschlamm (3- 5% TS-Gehalt) über ortsfeste Verteilereinrichtungen in bestimmten Mengen und Zeitabständen abwechselnd beschickt. Je nach Betriebsweise, Schlammart und klimatischen Bedingungen können die Schilfbeete mit einer Schlammmenge von etwa 20-50 kg TS/m² x a beaufschlagt werden, was einer Beetfläche von ca. 1 bis 0,5 m²/ EGW entspricht. Eine Beschickung der Beete kann auch während der Wintermonate erfolgen. Die abgestorbenen Pflanzenteile wirken dabei als Isolierschicht.

Die Entwässerung des Klärschlammes vollzieht sich ohne Einsatz von Fremdenergie durch Versickerung. Unterstützt wird sie durch die enorme Verdunstung, die ein ausgewachsener Schilfbestand erzeugt. Durch Windbewegung der Halme wird die nutzbare Beetoberfläche stark vergrößert, die Pflanzen tragen also auch durch ihre mechanische Tätigkeit zur Entwässerung bei.

Aufgrund der Fähigkeit des Schilfes entlang der Halme neue Triebe zu bilden, wird die wachsende Schlammschicht immer neu durchwurzelt und somit nach und nach humifiziert. Nach einer Beschickung von 8-10 Jahren werden Trockensubstanzgehalte des mittlerweile erdigen Klärschlammes von bis zu 50 % erreicht. Bei einer durch die Entwässerung hervorgerufenen Volumenreduzierung von über 90 % kann das Substrat, das im Laufe der Zeit eine Schichthöhe von ca. 1,0 m erreicht hat, mit handelsüblichen Räumgeräten unter Schonung der Filterkiesfläche ausgekoffert werden. Nach Austrieb der verbliebenen Rhizome kann das Beet wieder in Betrieb genommen werden. Das aus dem Klärschlamm entstandene humusartige Material ist durch den mikrobiellen Abbau weitgehend schadstofffrei und eignet sich als Bodenverbesserer, als Zusatzstoff im Land- und Kulturbau oder als Ausgangsmaterial für Rekultivierungssubstrate.

Zusätzliche Reinigung des Sickerwassers

Der eigentliche Reinigungsprozess findet im Filtermaterial, später auch in der anwachsenden Schlammschicht statt. Die Poren des Substrates dienen dabei als Ansiedlungsraum für ab- wasserreinigende Bakterien. Die im Schlamm vorhandenen organischen Anteile werden während des Prozesses zu über 50% mineralisiert.

Der Wurzelbereich des Schilfs (Rhizom) hält dabei den Bodenfilter hydraulisch leitfähig. Die Pflanze trägt mittels ihrer Blattmasse und des Halmes Luftsauerstoff in den Wurzelraum ein und bietet somit den dort lebenden Mikroorganismen ideale Lebensbedingungen. Während des Veredungsprozesses durchwurzelt die Pflanze den gesamten Filter.

Die Vorteile dieses Verfahrens gegenüber herkömmlichen, i. d. R. technischen Verfahren (Kammerfilterpresse, Zentrifugen, Separatoren) liegen darin, dass stabilisierte Überschussschlämme mit sehr geringem Wartungsaufwand, ohne Konditionierungsmittel und Rückbelastung der Kläranlage mit Presswässern auf natürliche Weise in ein erdiges, weitgehend hygienisiertes Bodensubstrat umgewandelt werden. Es fällt nur in mehrjährigem Abstand an und lässt sich vielseitig verwerten.

Dabei stellt das Verfahren eine Weiterentwicklung unbepflanzter Schlarnmtrocknungsbeete dar, wie sie auf etlichen Kläranlagen (meist unbenutzt) zu finden sind. Die Investitionskosten sind daher überschaubar. Geeignete Schlämme sind zum einen aerob stabilisierte Schlämme kommunaler Kläranlagen, sowie bei modifizierten AufbringungsintervalIen und -mengen auch teilweise Primärschlämme bzw. anaerob stabilisierte Schlämme.